工程師時(shí)代“新常態(tài)”下的示波器“進(jìn)化論”

技術(shù)、創(chuàng)新和競爭正以前所未有的速度革新和前進(jìn)，每個(gè)人都面臨“新常態(tài)”帶來的挑戰(zhàn)。什么是“新常態(tài)”？ No normal is the new normal. 就像羅胖在跨年演講上說的，“以前，變化可能只是生活的一部分；現(xiàn)在，變化成了生活本身?！?br />
經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，和山呼海嘯般來臨的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，分析上圖這份從2000年到2015年再到2018年全球前十大公司的排名，發(fā)現(xiàn)只有微軟一家公司始終在榜單上。一些曾經(jīng)的霸主已經(jīng)在科技的浪潮中分崩離析，被不斷崛起的全球科技創(chuàng)新型公司所取代，抓住了機(jī)遇的中國公司在強(qiáng)勢崛起，例如騰訊和阿里巴巴。

如今，不管是科技巨頭還是新入局者，至少在一件事情面前是公平的，那就是——變化。當(dāng)變化成為常態(tài)，如何在瞬息萬變的市場競爭中生存下來？達(dá)爾文曾說過——世界上最后能生存的生物，不是最強(qiáng)的；也不是智慧最高的，而是適應(yīng)能力最強(qiáng)的。

研究示波器的創(chuàng)新發(fā)展史，會(huì)發(fā)現(xiàn)泰克（Tektronix）就是這樣一家善于洞察趨勢、擁抱變化的公司——在革命浪潮之前洞察機(jī)遇，涉足探索，再將其所用。從1946年第一臺(tái)商用示波器，到早期的模擬示波器，再到80年代數(shù)字存儲(chǔ)示波器、90年代數(shù)字熒光示波器、2015年第一臺(tái)ATI 70G示波器；示波器帶寬從10M到100M，再到1G、3G/4G、15G、20G、33G、70G，泰克示波器做到了一路以帶寬領(lǐng)先。近四分之三個(gè)世紀(jì)以來，泰克示波器及相關(guān)測試測量設(shè)備伴隨了電子行業(yè)的發(fā)展。

直面工程師三大痛點(diǎn)

行至今天，工程師已經(jīng)成為創(chuàng)新浪潮中的真正核心，他們的需求需要被傾聽、被洞察，幫助他們將想法快速實(shí)現(xiàn)，從而引領(lǐng)創(chuàng)新，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。那么，在工程師時(shí)代的“新生態(tài)”下，面向未來年輕一代工程師和飛速變化的創(chuàng)新，泰克如何定義未來的示波器？

“新常態(tài)既令人興奮，同時(shí)又具有威脅性”，泰克時(shí)域產(chǎn)品事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理Chris Witt表示，“在我看來，新常態(tài)下的成功可以歸結(jié)為兩個(gè)關(guān)鍵因素，敏捷創(chuàng)新和客戶協(xié)作。這些成功因素一方面是由工程師創(chuàng)造的，另一方面也給工程師帶來了巨大的壓力?！?br />
在新一代示波器產(chǎn)品的定義上，泰克堅(jiān)持了六步法則——通過與全球80多位前沿工程師的溝通，泰克做到了詢問、聆聽、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、測試、交付，從產(chǎn)品的外觀、操作、波形、方案……打造出了具有突破性的全新產(chǎn)品，這是他們定義下一代示波器的開始。

泰克中端示波器產(chǎn)品營銷總監(jiān)Dave Slack強(qiáng)調(diào)，面臨更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和測試挑戰(zhàn)，工程師需要應(yīng)對(duì)三大挑戰(zhàn)：第一，更快洞察產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題；第二，需要更加精準(zhǔn)的測量結(jié)果；第三，更好應(yīng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜度情況。因此，新一代示波器更關(guān)注工程師體驗(yàn)，把易用性和通用性放在了首位。在研發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)用了數(shù)百個(gè)小時(shí)與世界各地的工程師會(huì)面，測試并設(shè)計(jì)新功能和新模型，是完全依據(jù)工程師的使用習(xí)慣和視角來設(shè)計(jì)的。

創(chuàng)新4系列MSO中端示波器背后的芯片支撐

全新4系列MSO擁有13.3英寸顯示器，支持1920 x 1080高清分辨率。它提供了高達(dá)1.5 GHz的帶寬，采用12位ADC，其分辨率較傳統(tǒng)示波器提高16倍，使信號(hào)幅值測試，尤其小信號(hào)測試更加準(zhǔn)確。它還擁有六通道和FlexChannel創(chuàng)新技術(shù)，只需連接邏輯探頭，任何輸入通道都可以從一個(gè)模擬通道轉(zhuǎn)成八個(gè)數(shù)字通道，并且每個(gè)數(shù)字通道都擁有高達(dá)6.25Gs/s 采樣率，數(shù)字信號(hào)時(shí)間分辨率提高12倍，讓數(shù)字信號(hào)調(diào)試更加準(zhǔn)確。
上述創(chuàng)新點(diǎn)在一定程度上要?dú)w功于Tek049，據(jù)了解，這一新型ASIC平臺(tái)將作為泰克未來示波器的核心，為下一代示波器提供動(dòng)力。

測試測量廠商為什么要開發(fā)專用的ASIC芯片？Chris Witt表示，ASIC芯片在測試儀器中扮演著數(shù)據(jù)采集和處理的角色，包括前端放大器部分，目前市場上通用的芯片不能完全滿足測試測量儀器的極端需求，因此泰克始終保持著在專用芯片上的投入。

據(jù)了解，Tek049集成了四個(gè)ADC、一個(gè)高速內(nèi)存接口、高速通信總線、觸發(fā)電路、邏輯分析、顯示格式化、光柵及其他DSP元件。
典型示波器的信號(hào)路徑較為復(fù)雜，因?yàn)樾盘?hào)必須通過各種元件，包括放大器、繼電器、濾波器、ADC等，然后才能處理并顯示信號(hào)。
Tek049團(tuán)隊(duì)重新構(gòu)思了這條信號(hào)路徑，以便更緊密地整合模擬通道和數(shù)字通道，既支持實(shí)時(shí)信號(hào)處理，又能夠?qū)崿F(xiàn)FlexChannel輸入。這些輸入目前在泰克中端示波器MSO上才有，既可以作為一條模擬通道運(yùn)行，也可以作為八條數(shù)字通道運(yùn)行。而至于是作為模擬輸入運(yùn)行還是作為數(shù)字輸入運(yùn)行，只需要看用戶選擇哪種探頭。
為滿足各種應(yīng)用要求，4系列MSO提供從200MHz起多種帶寬選擇，支持包括串行解碼和分析、任意波形/函數(shù)發(fā)生器和DVM/頻率計(jì)數(shù)器在內(nèi)的多個(gè)選項(xiàng)。全新頻譜視圖(Spectrum View)功能提供時(shí)間相關(guān)的頻域分析和獨(dú)立的頻譜控制，帶寬和選項(xiàng)均可現(xiàn)場升級(jí)。所有型號(hào)在所有模擬通道和數(shù)字通道上提供了6.25GS/s采樣率，標(biāo)配記錄長度為31.25M，選配記錄長度為62.5M。此外，它還提供了一個(gè)功率分析套件，可自動(dòng)進(jìn)行交流電、開關(guān)器件、紋波和時(shí)序測量。

3系列MDO主打更低噪聲、更多功能

3系列MDO內(nèi)置了3GHz的頻譜分析儀，擁有一個(gè)單獨(dú)的RF輸入通道，性能與一臺(tái)單獨(dú)的頻譜分析儀相當(dāng)。工程師可以借此迅速調(diào)試設(shè)計(jì)中的無線信號(hào)，無需其他儀器就能迅速查看EMI輻射來源，16條數(shù)字輸入通道可用于混合信號(hào)分析，選配全面的串行協(xié)議解碼和觸發(fā)選項(xiàng)、功率測量選項(xiàng)和AFG選項(xiàng)。在產(chǎn)品注冊后，還可以免費(fèi)擁有DVM/頻率計(jì)數(shù)器功能。

全新3系列MDO帶寬從100MHz起，最高1GHz。所有模擬通道都提供了2.5GS/s或5GS/s采樣率，數(shù)字通道上可提供高達(dá)8.25GS/s的采樣率，支持121.2ps定時(shí)分辨率，標(biāo)配記錄長度是10M，帶寬和選項(xiàng)可以全面升級(jí)。

新老產(chǎn)品操作效率現(xiàn)場PK

在現(xiàn)場新老產(chǎn)品效率PK環(huán)節(jié)中，同樣是進(jìn)行“無線余暉設(shè)置”，在3系MSO上只需3步：

1. 雙擊屏幕任何地方出現(xiàn)“波形視圖”菜單
2. 點(diǎn)擊“余暉”選擇下拉菜單設(shè)定為“無窮”
3. 點(diǎn)擊一下屏幕任意地方消除菜單

耗時(shí)5秒。

而在舊款MDO3000示波器上，需要4步：

1. 按“Acquire或捕獲” 調(diào)出設(shè)置菜單。
2. 按“波形顯示”。（用慣了觸摸屏，點(diǎn)擊了很多次屏幕，此處浪費(fèi)5秒）
3. 按“余暉時(shí)間”菜單順時(shí)針旋轉(zhuǎn)多功能旋鈕a約8-10次設(shè)置余暉時(shí)間為+∞條件
4. 按2次“menu OFF鍵”顯示圖形，完成設(shè)置。

最快的操作也花費(fèi)了36秒。

效率提升，立竿見影！

擁抱趨勢，以應(yīng)用創(chuàng)新為方向

幾年前，泰克就已經(jīng)明確從以產(chǎn)品為中心的硬件公司，轉(zhuǎn)型為以應(yīng)用創(chuàng)新為方向的科技公司。Chris Witt認(rèn)為轉(zhuǎn)型帶來的改變是巨大的——唯有合作才能快速創(chuàng)新，特別是在前沿的創(chuàng)新應(yīng)用方面。

比如以前汽車內(nèi)部都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，但現(xiàn)在車載以太網(wǎng)均采用多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式，如何將多路信號(hào)進(jìn)行分離和分析成為最大的挑戰(zhàn)。泰克的工程師們花了非常多的時(shí)間通過探頭技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分離，使得70個(gè)工程師可以同時(shí)看到信號(hào)的傳輸和接收，從而做出一個(gè)完整的視頻調(diào)試。

在針對(duì)功率電子器件所使用的第三代半導(dǎo)體材料測量中，泰克推出的全新全面光隔離ISOVu探頭將測量的速度和性能提高了將近1萬倍，使以前在高壓信號(hào)上幾乎看不到的微小信號(hào)變得可見。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，通過采樣示波器和光探頭的解決方案，工程師能夠更快地實(shí)現(xiàn)對(duì)400G PAM4新型調(diào)制方式的設(shè)計(jì)調(diào)試，加速數(shù)據(jù)中心從100G向400G過度的步伐。

當(dāng)<電子發(fā)燒友>記者問到如何概括下一代示波器的差異化競爭特性？Chris Witt預(yù)測，未來十年，如何在硬件基礎(chǔ)上建立強(qiáng)大的軟件分析能力將成為廠商核心競爭力的體現(xiàn)，大家將更關(guān)心示波器在整體系統(tǒng)中如何通過配合軟件和解決方案來發(fā)揮作用，而不僅僅是產(chǎn)品本身性能。因此，未來，泰克研發(fā)團(tuán)隊(duì)中超過三分之二的將是軟件工程師，如何在軟件上強(qiáng)化分析和專用算法，將成為泰克的新核心。

Dave表示，他們每周都會(huì)收集新的Spectrum View應(yīng)用案例，通過這些案例，泰克與客戶形成了良性的互動(dòng)與溝通，掌握了用戶的使用習(xí)慣和絕大部分需求。目前，在3/4/5/6家族系列共計(jì)38種產(chǎn)品中，從2通道/100M示波器，到6通道/8G示波器，很多指標(biāo)是共用的，在此基礎(chǔ)上，泰克希望今后能夠做進(jìn)一步的產(chǎn)品和市場細(xì)化，承諾每三個(gè)月進(jìn)行一次軟件更新，保證客戶不僅是投資了一款產(chǎn)品，更可滿足其未來很長時(shí)間的需求。